使用NSSecureCoding协议进行对象编解码

最新推荐文章于 2024-07-31 11:22:22 发布
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NSCoding是把数据存储在iOS和Mac OS上的一种极其简单和方便的方式，它把模型对象直接转变成一个文件，然后再把这个文件重新加载到内存里，并不需要任何文件解析和序列化的逻辑。如果要把对象保存到一个数据文件中（假设这个对象实现了NSCoding协议），那么你可以像下面这样做： 
 
  1. Foo *someFoo = [[Foo alloc] init]; 
  2. [NSKeyedArchiver archiveRootObject:someFoo toFile:someFile]; 
 
稍后再加载它： 
 
  1. Foo *someFoo = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithFile:someFile]; 
 
这样做对于编译进APP里的资源来说是可以的（例如nib文件，它在底层使用了NSCoding），但是使用NSCoding来读写用户数据文件的问题在于，把全部的类编码到一个文件里，也就间接地给了这个文件访问你APP里面实例类的权限。
 
虽然你不能在一个NSCoded文件里（至少在iOS中的）存储可执行代码，但是一名黑客可以使用特制地文件骗过你的APP进入到实例化类中，这是你从没打算做的，或者是你想要在另一个不同的上下文时才做的。尽管以这种方式造成实际性的破坏很难，但是无疑会导致用户的APP崩溃掉或者数据丢失。
 
在iOS6中，苹果引入了一个新的协议，是基于NSCoding的，叫做NSSecureCoding。NSSecureCoding和NSCoding是一样的，除了在解码时要同时指定key和要解码的对象的类，如果要求的类和从文件中解码出的对象的类不匹配，NSCoder会抛出异常，告诉你数据已经被篡改了。
 
大部分支持NSCoding的系统对象都已经升级到支持NSSecureCoding了，所以能安全地写有关归档的代码，你可以确保正在加载的数据文件是安全的。实现的方式如下： 
 
  1. // Set up NSKeyedUnarchiver to use secure coding 
  2. NSData *data = [NSData dataWithContentsOfFile:someFile]; 
  3. NSKeyedUnarchiver *unarchiver = [[NSKeyedUnarchiver alloc] initForReadingWithData:data]; 
  4. [unarchiver setRequiresSecureCoding:YES]; 
  5.   
  6. // Decode object 
  7. Foo *someFoo = [unarchiver decodeObjectForKey:NSKeyedArchiveRootObjectKey]; 
 
注意一下，如果要让编写归档的代码是安全的，那么存储在文件中的每一个对象都要实现NSSecureCoding协议，否则会有异常抛出。如果要告诉框架自定义的类支持NSSecureCoding协议，那么你必须在initWithCoder: method方法中实现新的解码逻辑，并且supportsSecureCodin方法要返回YES。encodeWithCoder:方法没有变化，因为与安全相关的事是围绕加载进行的，而不是保存： 
 
  1. @interface Foo : NSObject  
  2.   
  3. @property (nonatomic, strong) NSNumber *property1; 
  4.   
  5. @property (nonatomic, copy) NSArray *property2; 
  6.   
  7. @property (nonatomic, copy) NSString *property3; 
  8.   
  9. @end 
  10.   
  11. @implementation Foo 
  12.   
  13. + (BOOL)supportsSecureCoding 
  14.   
  15. { 
  16.   
  17.   return YES; 
  18.   
  19. } 
  20.   
  21. - (id)initWithCoder:(NSCoder *)coder 
  22.   
  23. { 
  24.   
  25.   if ((self = [super init])) 
  26.   
  27.   { 
  28.   
  29.     // Decode the property values by key, specifying the expected class 
  30.   
  31.     _property1 = [coder decodeObjectOfClass:[NSNumber class] forKey:@"property1"]; 
  32.   
  33.     _property2 = [coder decodeObjectOfClass:[NSArray class] forKey:@"property2"]; 
  34.   
  35.     _property3 = [coder decodeObjectOfClass:[NSString class] forKey:@"property3"]; 
  36.   
  37.   } 
  38.   
  39.   return self; 
  40.   
  41. } 
  42.   
  43. - (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)coder 
  44.   
  45. { 
  46.   
  47. // Encode our ivars using string keys as normal 
  48.   
  49.   [coder encodeObject:_property1 forKey:@"property1"]; 
  50.   
  51.   [coder encodeObject:_property2 forKey:@"property2"]; 
  52.   
  53.   [coder encodeObject:_property3 forKey:@"property3"]; 
  54.   
  55. } 
  56.   
  57. @end 
 
几周前，我写了一篇关于如何自动实现 NSCoding的文章，它利用反射机制确定运行时类的属性。
 
这是一种给所有的模型对象添加NSCoding支持的很好的方式，在initWithCoder:/encodeWithCoder: 方法中，你不再需要写重复的并且容易出错的代码了。但是我们使用的方法没有支持NSSecureCoding，因为我们不打算在对象被加载时校验其类型。
 
那么怎么改善这个自动NSCoding系统，使其以正确的方式支持NSSecureCoding呢？
 
回想一下，最开始的实现原理是利用class_copyPropertyList() 和 property_getName()这样两个运行时方法，产生属性名称列表，我们再把它们在数组中排序： 
 
  1. // Import the Objective-C runtime headers 
  2.   
  3. #import <objc/runtime.h>  
  4.   
  5. - (NSArray *)propertyNames 
  6.   
  7. {     
  8.   
  9.   // Get the list of properties 
  10.   
  11.   unsigned int propertyCount; 
  12.   
  13.   objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([self class],  
  14.   
  15.     &propertyCount); 
  16.   
  17.   NSMutableArray *array = [NSMutableArray arrayWithCapacity:propertyCount]; 
  18.   
  19.   for (int i = 0; i < propertyCount; i++) 
  20.   
  21.   { 
  22.   
  23.     // Get property name 
  24.   
  25.     objc_property_t property = properties[i]; 
  26.   
  27.     const char *propertyName = property_getName(property); 
  28.   
  29.     NSString *key = @(propertyName); 
  30.   
  31.     // Add to array 
  32.   
  33.     [array addObject:key]; 
  34.   
  35.   } 
  36.   
  37.   // Remember to free the list because ARC doesn't do that for us 
  38.   
  39.   free(properties); 
  40.   
  41.   return array; 
  42.   
  43. } 
 
使用KVC（键-值编码），我们能够利用名称设置和获取一个对象的所有属性，并且在一个NSCoder对象中对这些属性进行编码/解码。
 
为了要实现NSSecureCoding，我们要遵循同样的原则，但是不仅仅是获取属性名，还需要获取它们的类型。幸运地是，Objective C运行时存储了类的属性类型的详细信息，所以可以很容易和名字一起取到这些数据。
 
一个类的属性可以是基本数据类型（例如整型、布尔类型和结构体），或者对象（例如字符串、数组等等）。KVC中的valueForKey: and setValue:forKey:方法实现了对基本类型的自动“装箱”，也就是说它们会把整型、布尔型和结构体各自转变成NSNumber和NSValue对象。这使事情变得简单了很多，因为我们只要处理装箱过的类型（对象）即可，所以我们可以声明属性类型为类，而不用为不同的属性类型调用不同的解码方法。
 
尽管运行时方法没有提供已装箱的类名，但是它们提供了类型编码—一种特殊格式化的C风格的字符串，它包含了类型信息（与@encode(var);返回的形式一样）。因为没有方法自动获取到基本类型对应的装箱过的类，所以我们需要解析这个字符串，然后指定其合适的类型。
 
类型编码字符串形式的文档说明 在这里。
 
第一个字母代表了基本类型。Objective C使用一个唯一的字母表示每一个支持的基本类型，例如’i’表示integer，’f’表示float，’d’表示double，等等。对象用’@’表示（紧跟着的是类名），还有其他一些不常见的类型，例如’:’表示selectors，’#’表示类。
 
结构体和联合体表示为大括号里面的表达式。只有几种类型是KVC机制所支持的，但是支持的那些类通常被装箱为NSValue对象，所以可用一种方式处理以’{’开头的任何值。
 
如果根据字符串的首字母来转换，那么我们可以处理所有已知的类型： 
 
  1. Class propertyClass = nil; 
  2.   
  3. char *typeEncoding = property_copyAttributeValue(property, "T"); 
  4.   
  5. switch (typeEncoding[0]) 
  6.   
  7. { 
  8.   
  9.   case 'c': // Numeric types 
  10.   
  11.   case 'i': 
  12.   
  13.   case 's': 
  14.   
  15.   case 'l': 
  16.   
  17.   case 'q': 
  18.   
  19.   case 'C': 
  20.   
  21.   case 'I': 
  22.   
  23.   case 'S': 
  24.   
  25.   case 'L': 
  26.   
  27.   case 'Q': 
  28.   
  29.   case 'f': 
  30.   
  31.   case 'd': 
  32.   
  33.   case 'B': 
  34.   
  35.   { 
  36.   
  37.     propertyClass = [NSNumber class]; 
  38.   
  39.     break; 
  40.   
  41.   } 
  42.   
  43.   case '*': // C-String 
  44.   
  45.   { 
  46.   
  47.     propertyClass = [NSString class]; 
  48.   
  49.     break; 
  50.   
  51.   } 
  52.   
  53.   case '@': // Object 
  54.   
  55.   { 
  56.   
  57.     //TODO: get class name 
  58.   
  59.     break; 
  60.   
  61.   } 
  62.   
  63.   case '{': // Struct 
  64.   
  65.   { 
  66.   
  67.     propertyClass = [NSValue class]; 
  68.   
  69.     break; 
  70.   
  71.   } 
  72.   
  73.   case '[': // C-Array 
  74.   
  75.   case '(': // Enum 
  76.   
  77.   case '#': // Class 
  78.   
  79.   case ':': // Selector 
  80.   
  81.   case '^': // Pointer 
  82.   
  83.   case 'b': // Bitfield 
  84.   
  85.   case '?': // Unknown type 
  86.   
  87.   default: 
  88.   
  89.   { 
  90.   
  91.     propertyClass = nil; // Not supported by KVC 
  92.   
  93.     break; 
  94.   
  95.   } 
  96.   
  97. } 
  98.   
  99. free(typeEncoding); 
 
如果要处理’@’类型，则需要提去出类名。类名可能包括协议（实际上我们并不需要用到），所以划分字符串拿准确的类名，然后使用NSClassFromString得到类： 
 
  1. case '@': 
  2.   
  3. { 
  4.   
  5.   // The objcType for classes will always be at least 3 characters long 
  6.   
  7.   if (strlen(typeEncoding) >= 3) 
  8.   
  9.   { 
  10.   
  11.     // Copy the class name as a C-String 
  12.   
  13.     char *cName = strndup(typeEncoding + 2, strlen(typeEncoding) - 3); 
  14.   
  15.     // Convert to an NSString for easier manipulation 
  16.   
  17.     NSString *name = @(cName); 
  18.   
  19.     // Strip out and protocols from the end of the class name 
  20.   
  21.     NSRange range = [name rangeOfString:@"<"]; 
  22.   
  23.     if (range.location != NSNotFound) 
  24.   
  25.     { 
  26.   
  27.       name = [name substringToIndex:range.location]; 
  28.   
  29.     } 
  30.   
  31.     // Get class from name, or default to NSObject if no name is found 
  32.   
  33.     propertyClass = NSClassFromString(name) ?: [NSObject class]; 
  34.   
  35.     free(cName); 
  36.   
  37.   } 
  38.   
  39.   break; 
  40. } 
 
最后，把上面的解析过程和前面实现的propertyNames方法结合起来，创建一个方法返回属性类的字典，属性名称作为字典的键。下面是完成的实现过程： 
 
  1. - (NSDictionary *)propertyClassesByName 
  2.   
  3. { 
  4.   
  5.   // Check for a cached value (we use _cmd as the cache key,  
  6.   
  7.   // which represents @selector(propertyNames)) 
  8.   
  9.   NSMutableDictionary *dictionary = objc_getAssociatedObject([self class], _cmd); 
  10.   
  11.   if (dictionary) 
  12.   
  13.   { 
  14.   
  15.       return dictionary; 
  16.   
  17.   } 
  18.   
  19.   // Loop through our superclasses until we hit NSObject 
  20.   
  21.   dictionary = [NSMutableDictionary dictionary]; 
  22.   
  23.   Class subclass = [self class]; 
  24.   
  25.   while (subclass != [NSObject class]) 
  26.   
  27.   { 
  28.   
  29.     unsigned int propertyCount; 
  30.   
  31.     objc_property_t *properties = class_copyPropertyList(subclass,  
  32.   
  33.       &propertyCount); 
  34.   
  35.     for (int i = 0; i < propertyCount; i++) 
  36.   
  37.     { 
  38.   
  39.       // Get property name 
  40.   
  41.       objc_property_t property = properties[i]; 
  42.   
  43.       const char *propertyName = property_getName(property); 
  44.   
  45.       NSString *key = @(propertyName); 
  46.   
  47.       // Check if there is a backing ivar 
  48.   
  49.       char *ivar = property_copyAttributeValue(property, "V"); 
  50.   
  51.       if (ivar) 
  52.   
  53.       { 
  54.   
  55.         // Check if ivar has KVC-compliant name 
  56.   
  57.         NSString *ivarName = @(ivar); 
  58.   
  59.         if ([ivarName isEqualToString:key] ||  
  60.   
  61.           [ivarName isEqualToString:[@"_" stringByAppendingString:key]]) 
  62.   
  63.         { 
  64.   
  65.           // Get type 
  66.   
  67.           Class propertyClass = nil; 
  68.   
  69.           char *typeEncoding = property_copyAttributeValue(property, "T"); 
  70.   
  71.           switch (typeEncoding[0]) 
  72.   
  73.           { 
  74.   
  75.             case 'c': // Numeric types 
  76.   
  77.             case 'i': 
  78.   
  79.             case 's': 
  80.   
  81.             case 'l': 
  82.   
  83.             case 'q': 
  84.   
  85.             case 'C': 
  86.   
  87.             case 'I': 
  88.   
  89.             case 'S': 
  90.   
  91.             case 'L': 
  92.   
  93.             case 'Q': 
  94.   
  95.             case 'f': 
  96.   
  97.             case 'd': 
  98.   
  99.             case 'B': 
  100.   
  101.             { 
  102.   
  103.               propertyClass = [NSNumber class]; 
  104.   
  105.               break; 
  106.   
  107.             } 
  108.   
  109.             case '*': // C-String 
  110.   
  111.             { 
  112.   
  113.               propertyClass = [NSString class]; 
  114.   
  115.               break; 
  116.   
  117.             } 
  118.   
  119.             case '@': // Object 
  120.   
  121.             { 
  122.   
  123.               //TODO: get class name 
  124.   
  125.               break; 
  126.   
  127.             } 
  128.   
  129.             case '{': // Struct 
  130.   
  131.             { 
  132.   
  133.               propertyClass = [NSValue class]; 
  134.   
  135.               break; 
  136.   
  137.             } 
  138.   
  139.             case '[': // C-Array 
  140.   
  141.             case '(': // Enum 
  142.   
  143.             case '#': // Class 
  144.   
  145.             case ':': // Selector 
  146.   
  147.             case '^': // Pointer 
  148.   
  149.             case 'b': // Bitfield 
  150.   
  151.             case '?': // Unknown type 
  152.   
  153.             default: 
  154.   
  155.             { 
  156.   
  157.               propertyClass = nil; // Not supported by KVC 
  158.   
  159.               break; 
  160.   
  161.             } 
  162.   
  163.           } 
  164.   
  165.           free(typeEncoding); 
  166.   
  167.           // If known type, add to dictionary 
  168.   
  169.           if (propertyClass) dictionary[propertyName] = propertyClass; 
  170.   
  171.         } 
  172.   
  173.         free(ivar); 
  174.   
  175.       } 
  176.   
  177.     } 
  178.   
  179.     free(properties); 
  180.   
  181.     subclass = [subclass superclass]; 
  182.   
  183.   } 
  184.   
  185.   // Cache and return dictionary 
  186.   
  187.   objc_setAssociatedObject([self class], _cmd, dictionary,  
  188.   
  189.     OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC); 
  190.   
  191.   return dictionary; 
  192.   
  193. } 
 
最难的部分已经完成了。现在，要实现NSSecureCoding，只要将initWithCoder:方法中之前写的自动编码实现的部分，改为在解析时考虑到属性的类就可以了。此外，还需让supportsSecureCoding方法返回YES： 
 
  1. + (BOOL)supportsSecureCoding 
  2.   
  3. { 
  4.   
  5.   return YES; 
  6.   
  7. } 
  8.   
  9. - (id)initWithCoder:(NSCoder *)coder 
  10.   
  11. { 
  12.   
  13.   if ((self = [super init])) 
  14.   
  15.   { 
  16.   
  17.     // Decode the property values by key, specifying the expected class 
  18.   
  19.     [[self propertyClassesByName] enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:(void (^)(NSString *key, Class propertyClass, BOOL *stop)) { 
  20.   
  21.       id object = [aDecoder decodeObjectOfClass:propertyClass forKey:key]; 
  22.   
  23.       if (object) [self setValue:object forKey:key]; 
  24.   
  25.     }]; 
  26.   
  27.   } 
  28.   
  29.   return self; 
  30.   
  31. } 
  32.   
  33. - (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder 
  34.   
  35. { 
  36.   
  37.   for (NSString *key in [self propertyClassesByName]) 
  38.   
  39.   { 
  40.   
  41.     id object = [self valueForKey:key]; 
  42.   
  43.     if (object) [aCoder encodeObject:object forKey:key]; 
  44.   
  45.   } 
  46.   
  47. } 
 
这样就得到了一个用于描述模型对象的简单的基类，并且它以正确的方式支持NSSecureCoding。此外，你可以使用我的 AutoCoding扩展，它利用这种方法自动给没有实现NSCoding 和 NSSecureCoding协议的对象添加对它们的支持。
 
原文链接：  shinancao   翻译：  伯乐在线 -  shinancao
译文链接：  http://blog.jobbole.com/67655/
KevinHM
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iOS Codable 和 NSCoding协议，以及归档，JSON编码
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